既有建筑托梁拔柱改造设计与施工控制

体育场馆结构改造工程“托梁拔柱”设计与施工摘要：结合工程实例，原结构为南斯拉夫（IMS）结构体系，根据现建筑使用功能需求对原结构进行“托梁拔柱”改造。

采用板顶粘钢、柱截面增大与增设预应力梁相结合的加固方法，介绍该方法施工准备阶段、施工阶段、全过程监测关键步骤的施工技术。

实践效果表明该“托梁拔柱”方法合理有效。

关键词：南斯拉夫（IMS）结构体系；托梁拔柱；加固；板顶粘钢；柱截面增大一、引言城市体育场馆改造与翻新，成为了目前既有结构施工的主旋律，北京冬奥会申报倡导廉洁办奥运、绿色办奥运理念，如何在现有体育场馆中进行科学、有效保护进行施工，是我们施工遇到的主要难题之一。

场馆加固改造形式多样，如何合理扩大使用空间，托梁拔柱的做法为我们在此类问题的解决提供了一个思路。

二、工程概况本体育场馆为2022年北京冬奥会配套场馆，原为1990年亚运会滑冰馆场地。

场馆整体成椭圆形，东西向长187.3m，南北向宽115m，地下室顶板结构采用南斯拉夫IMS板柱体系，地上结构为预应力钢筋混凝土柱（后张预应力）托架结构，顶部采用现浇钢筋混凝土环梁连接，室内采用150mm环形看台楼板将预应力钢筋混凝土柱连接成为框架结构。

场馆整体高度17.8m。

根据北京冬奥会场馆建筑格局和使用功能要求，需要对原结构进行加固改造设计，主要采取以下改造方式：1）需要对拔柱部位两端支座处顶板进行粘钢加固；2）需要对场馆东侧南斯拉夫楼板多跨弧形环向梁拔去14根柱；3）需要对多跨弧形环向梁的径向进行张拉；4）场馆东侧南斯拉夫楼板进行增加预应力梁加固；对加固后改造后期使用年限为30年。

三、“托梁拔柱”工况分析托梁拔柱施工后，与柱子相连的梁跨度有2跨变成了1跨，同时上部结构改造为冰场和陆上训练区，结构外荷载的作用也将发生较大变化。

本身南斯拉夫（IMS）体系属于预应力柱板结构，板与板之间仅有预应力肋梁，拔柱前南斯拉夫（IMS）结构体系两侧截面的承受较大的负弯矩，托梁及粘钢后承受加大正弯矩。

采用“托梁拔柱”加固某办公楼的设计与施工发布时间：2021-06-28T15:01:19.110Z 来源：《工程管理前沿》2021年第6期作者：刘小虎[导读] 某办公楼的二层框架结构综合楼为扩建会议室，刘小虎湛江市建筑设计院有限公司广东省湛江市 524000【摘要】某办公楼的二层框架结构综合楼为扩建会议室，在2层采用“托梁拔柱”工法，将8/B轴处框架柱拆除，并在8/A -C的轴线屋面梁上增设箱型钢梁，四周框架柱采用包钢加固，以承受结构改变产生的荷载。

【关键词】托梁拔柱，包钢加固，挠度监测一、前言托梁拔柱工法是托屋架拔柱、托梁拆墙、托梁拔柱等结构加固工法的总称，是在提升水平构件承载能力的前提下，拆除竖向构件，使改建后的结构空间能满足使用要求。

适用于建筑物因使用功能改变、生产工艺更新，要求改变平面布局、增大使用空间的结构改造。

建筑结构托梁拔柱工法在设计中需要考虑的因素较多，远比一般结构补强加固复杂。

本例实施工程，是二层框架结构综合楼，原设计的会议室显得拘谨，为扩建会议室，在2层采用“托梁拔柱”工法，将8/B轴处框架柱拆除，并在8/A -C轴线的屋面梁上增设箱型钢梁，四周框架柱采用包钢加固，以承受结构改变产生的荷载。

二、设计原则与设计步骤托梁拨柱在一定程度上完全改变了结构的传力途径和计算简图，增大了结构内力，其影响程度与结构性质有关，尤其框架结构涉及范围较大，建筑结构改造难度也较大。

托梁拔柱工法的结构加固设计原则是：对于这种超静定结构，被拔柱所受外力应全部由新增加的托梁或托架及侧向支撑来承受，也可以考虑内力重分布来转移部分荷载。

托梁拔柱设计的主要步骤如下：①计算拔柱前原结构内力；②研究确定拔柱后结构新的传力路线及计算简图，并计算其内力；③根据新的结构方案及内力计算结果，设计托梁及支撑。

对原结构有关梁、柱及有关地基基础进行加固设计，进行稳定验算；④研究确定托梁拔柱实施方案，对结构在施工过程中的承载力和稳定性进行验算。

关于托梁拔柱的施工方法摘要：在既有建筑的改造中，为满足业主对单个房间的大空间要求，需要拆除结构中的部分框架柱，进行房间合并。

在这类改造工程中既要对结构进行必要的加固，还要保证结构在改造施工过程中的施工安全。

本文结合工程实例介绍了托梁拔柱的施工方法，在施工过程中既安全、经济，又方便快捷，是一种较理想的施工方法。

关键词：结构加固；卸荷；施工方法1、前言随着社会经济的发展，人们对大空间房屋的需求越来越大，对既有建筑空间结构的改造也越来越多。

其中，很多业主要求对原有多个房间进行合并，以形成一个大空间。

本文所讲述的就是此类工程的一些改造方案与施工的方法，为类似的工程积累一些经验。

’/.2、工程概况本工程是石家庄市某学校教学楼改造工程。

原结构为二层框架结构，首层结构平面为主次梁结构；见图1；二层结构平面为“井”字梁结构，见图2。

现校方要求将二层的轴两根框架柱（以下分别称为Z1、Z2）拆除，以使二层分形成一个大厅，作演播厅用。

3、改造方案本改造工程需要考虑：框架柱拆除后相应框架梁柱的加固问题和施工过程中框架柱上部相应梁的卸荷问题两方面的问题。

下面就从这两方面叙述本工程的改造方案。

图1 首层结构平面图图2 二层结构平面图3.1 框架梁柱的加固方案本工程中原结构二层改造部分是“井”字梁结构，每根梁改造后受力均匀，形成以为主梁（以下称KL1、KL2、KL3）的主次梁结构。

结构形式的改变导致构件受力改变，因此要对结构进行重新计算，对梁内钢筋重新布置。

经过计算，KL1、KL2、KL3不满足承载力要求，须进行扩大截面加固；原结构四根框架柱（以下分别称为Z3、Z4）满足静力作用下的承载力要求，但不满足抗震承载力要求，为此用粘钢板的方法进行抗震加固。

3.1.1 KL1、KL2、KL3加固本工程Z1、Z2拆除后结构的传力途径将改变，短跨方向的KL1、KL2受力增大。

经过计算，KL1、KL2受力钢筋面积较改造前明显增大，且原构件中底部纵向钢筋在Z1、Z2位置是断开的，所以KL1、KL2受力钢筋根据计算结果重新配置，经比较采用扩大截面的形式进行加固。

电影院建筑改造中的托梁拔柱施工技术沈荣华;李明锋【摘要】某电影院建筑原层高只有4.2 m,不能满足现代影院巨幕的安装需求,而且既有建筑的中柱也严重影响了电影院的布置和观影效果.因此,将中柱抽除并切除楼板就成为影院改造的需要.阐述了抽柱加固方案的比选分析和结构的安全性验算,并介绍了梁柱加固和框架柱抽除的施工过程控制.工程最终顺利投入使用并获得好评,可为类似工程提供借鉴.【期刊名称】《建筑施工》【年(卷),期】2016(038)008【总页数】2页(P1051-1052)【关键词】电影院建筑改造;抽柱;反梁;加固设计;过程控制【作者】沈荣华;李明锋【作者单位】苏州中固建筑科技股份有限公司苏州 215152;苏州中固建筑科技股份有限公司苏州 215152【正文语种】中文【中图分类】TU7571 工程概况背景建筑位于扬州市宝应县，为4层框架结构建筑，层高为4.2 m；电影院位于3层、4层。

电影院计划设置8个普通观影厅和1个巨幕观影厅。

由于巨幕放映厅对层高及使用面积的需要，必须对巨幕放映厅进行改造。

改造方案为：拆除⑧轴/轴和⑨轴/轴的2个框架柱，并切除4层楼板，使建筑层高由4.2 m变成8.4 m，以满足巨幕安装需要，使⑦～⑩轴/～轴范围的3、4层变成电影院的巨幕放映厅（图1）。

图1 电影院4层平面布置2 抽柱加固方案比选本项目由于涉及框架柱的抽除及使用功能上的特殊要求，故施工方案的选择必须慎之又慎[1-2]。

1）方案1：框架主梁扩大截面，同时3、4层柱扩大截面。

本方案是将⑧轴/轴和⑨轴/轴的2个框架柱抽除，同时加固⑧轴、⑨轴的框架梁，为保证结构抗震性能，同时加大3层、4层的结构柱。

经模型验算，如果扩大截面需将梁体高度增加900 mm以上，本项目的改造目的就是为了增加层高，梁底加厚900 mm显然无法满足使用需要，加固方案理论可行但不满足使用需要。

2）方案2：框架主梁增加反梁，梁底增加受弯钢筋，同时3、4层柱扩大截面。

托梁拔柱在框架结构加固改造中的设计与应用论文
框架结构是建筑结构中常见的一种，可以抵抗一定程度的侧力。

但由于外力造成的震动、剪切和扭转可能会让结构出现非线性破坏，因此，对框架结构的加固改造尤为重要。

其中，托梁拔柱技术是一种常用的加固改造技术，可以显著提升框架结构的非线性抗震能力。

托梁拔柱技术原理是，在框架结构上，增加一定数量的支撑构件，让构件的端部趋向平衡，从而改变构件的受力方式，使之能更好地抵抗非线性荷载作用。

同时，设置在构件铰接处的拉杆也能够抵抗剪切和扭转。

在托梁拔柱加固改造设计中，应根据框架结构的形式，确定结构的非线性抗震能力。

适当改变构件的截面面积、材质以及尺寸，使之能更好地承受荷载。

同时，根据构件的受力特性，选择适当的拉紧构件，使之能抵抗构件的剪切和扭转。

最后，要根据改造后结构的形式，进行结构的安全性校核，确保结构具有足够的安全性和稳定性。

综上所述，托梁拔柱技术是框架结构加固改造中一种常用的方法，其设计与应用需要根据实际情况来确定。

虽然托梁拔柱技术可以提高框架结构的非线性抗震能力，但还需要一定的调研和计算，以正确应用这种技术，来满足结构加固改造的目的。

0 引言随着工业化的快速发展，企业对于生产空间的需求日益增加，原有的钢结构厂房，由于设计建造时间较早，往往无法满足当前的生产规模需求。

因此，如何通过有效的改造手段来扩大厂房的使用空间，满足企业日益增长的生产需求，成为当前建筑行业亟待解决的问题，托梁拔柱改造技术作为一种有效的结构改造方法，受到广泛关注和应用。

近年来，众多学者对托梁拔柱改造技术进行深入研究。

杨学林等[1]针对既有建筑托梁拔柱加固改造工程，提出全过程施工模拟设计方法，通过对比新建建筑与既有建筑在施工模拟分析中的差异，揭示现行托梁拔柱设计方法的不足，并强调结构建造与后续改造相结合的重要性，为既有建筑托梁拔柱改造提供了更为精确和可靠的设计方法。

高志军等[2]则针对门式刚架钢结构厂房改造中的重载需求和结构设计缺陷，进行加固方案的比选，通过特殊节点的处理及构件性能化设计方法的引入，降低施工难度，减少工程加固量，并提高了工程的安全度，为类似厂房改造工程提供有益的参考和借鉴。

此外，王金花等[3]研究了减震措施在提升结构刚度和承载力方面的应用，通过采用先进的减震技术，有效提高厂房结构的稳定性和承载能力，为托梁拔柱改造后的厂房提供更为可靠的安全保障。

本文在总结前人研究的基础上，进一步探讨钢结构厂房托梁拔柱改造设计施工的关键问题，通过对现有厂房结构进行精确评估和合理设计，提出创新的改造方案和技术措施，旨在提升厂房的结构安全性、稳定性和空间利用率，以满足工业生产的需要。

1 托梁拔柱设计原则对厂房进行托梁拔柱改造，必须确保改造前后的承载能力及抗震能力相同。

为此，在结构布局中，需在待拔柱的两侧增设柱间支撑，并在受改造影响的区段增设屋架的竖向和横向水平支撑，从而构成一个封闭的空间系统。

在进行钢筋混凝土框架结构的托梁拔柱改造时，需要根据具体情况分为顶层和中间层两种情况进行处理。

对于顶层改造，采用上翻梁的方式是一种有效的方法，可以充分利用原有结构梁内的钢筋，并且能够保证建筑物的净空高度不受影响，而对于中间层的改造，则需要在待拔柱处尽量充分利用原结构梁内的钢筋资源，在这一区域设置纵横向“十”字支撑，通过托换改造的方式来实现结构的稳固和安全。

某老建筑木结构的托梁抽柱设计某老建筑因使用要求，需抽掉支承楼面木主梁的木柱，形成大空间。

通过设置钢桁架抱住木主梁，并设置钢筋混凝土附壁支承柱，成功实现托梁抽柱。

本文可供类似改建工程结构设计时参考。

标签：木结构；托梁抽柱；钢桁架；附壁支承柱1、概述宁波市江北老外滩—老建筑，现为一私人会所，无相关设计施工资料，建于何年也不详，但根据宁波市老外滩的历史，使用时间应有近百年。

该建筑为三层，二、三层楼面结构平面图如图1。

墙体采用青砖、石灰砂浆砌筑，墙体厚度为240mm厚，双面采用石灰砂浆粉刷。

②、④、⑤轴楼面主梁为100mm×280mm 方木，主梁下等间距设置二根φ140mm圆木柱，主梁上设有方木次梁，次梁上铺木地板；②、④、⑤轴屋面为三角形木屋架，木屋架上设有方木檩条，檩条上为木望板，木望板上为小青瓦屋面。

从现场情况看，木头质量较好，无白蚁、腐烂、开裂等现象，木结构仍能正常使用。

现业主要求将②、④、⑤轴上的二根圆木柱取消，进行托梁抽柱，形成大空间。

2、托换梁的设计业主要求托换梁要轻巧，且不要降低太多的净高。

采用钢筋混凝土托换梁，截面尺寸相对较大，与木结构连接也不好处理；混凝土与木头长期接触，若处理不当，可能会影响木结构寿命；同时，钢筋混凝土梁施工也不方便；因此，采用钢筋混凝土梁的方案被否决。

最后决定采用如图2所示的钢桁架托换方案，得到了业主的认可。

100mm×角钢L75mm×50mm×6mm紧贴楼面木主梁的二侧，二根角钢之间用M16螺杆拉结，角钢与方钢用二根50mm×6mm钢板缀条焊接连接。

该钢结构桁架仅占用100 mm净空，外观轻巧、美观，且施工方便。

下面来说明钢结构桁架的计算。

取如图3所示的计算简图，上弦杆为二根角钢L75mm×50mm×6mm短肢相拼，上弦杆为100mm×100mm×6mm方钢，腹杆为二块50mm×6mm钢板，腹杆两端与上下弦杆按铰接考虑；作用在钢桁架上的荷载按均布荷载考虑，楼面恒载取1.5KN/m2，，则q恒=5.7KN/m，楼面活载取2.5KN/m2，则a活=9.5KN/m；桁架的高度取上下弦杆的形心之间的距离，即H=380-50-12.1=317.9 mm。

既有建筑托梁拔柱改造全过程施工模拟分析
杨学林;祝文畏;周豪毅;陈劲
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】2022(52)15
【摘要】既有建筑加固改造分析容易忽略建筑物已经建成这一特点。

为了研究既有建筑托梁拔柱加固改造工程的分析方法,分别按照新建建筑与既有建筑对某14层钢筋混凝土框架加固改造工程进行了施工模拟分析。

通过对比结构常用的施工模拟方法(一次加载、施工模拟一、施工模拟三)与全过程施工模拟的差异,探讨了现行托梁拔柱设计方法的不足,基于结构建造和后续改造相结合,提出了既有建筑托梁拔柱的全过程施工模拟设计方法,并通过与施工模拟三计算结果对比验证了该方法的必要性。

最后,进一步对比分析了采用增大截面法加固转换柱时,按照联合截面和整体截面进行计算的异同点,建议应按联合截面法进行计算,以考虑新旧截面的应变滞后效应。

【总页数】6页(P80-84)
【作者】杨学林;祝文畏;周豪毅;陈劲
【作者单位】浙江省建筑设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TU375
【相关文献】
1.电影院建筑改造中的托梁拔柱施工技术
2.既有建筑托梁拔柱改造设计与施工控制
3.既有建筑托梁拔柱改造设计与施工控制
4.托梁拔柱施工过程模拟和抗连续倒塌能力分析
5.既有建筑新型托梁拔柱施工技术
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既有建筑改造托梁拔柱施工工法既有建筑改造托梁拔柱施工工法一、前言随着城市建设的不断发展，对既有建筑进行改造已成为当代建筑领域中的重要工作之一。

在既有建筑改造中，托梁拔柱施工工法是一种重要的技术手段，可用于解决建筑结构加固、功能改变等问题。

本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例，以期为读者提供全面的了解和参考。

二、工法特点既有建筑改造托梁拔柱施工工法具有以下几个特点：1. 相对简单：相比于其他加固改造工法，托梁拔柱施工工法的操作较为简单，不需要大量复杂的施工步骤和特殊设备。

2. 施工周期短：该工法的施工周期相对较短，可以在较短的时间内完成既有建筑的加固改造，减少对业主日常使用的影响。

3. 经济实用：由于工法简单，所需的材料和设备成本相对较低，使得施工成本相对较低，更加适用于一般建筑改造项目。

4. 适应性强：托梁拔柱施工工法适用于各类既有建筑，无论是钢混结构、砖木结构还是钢结构，都可以使用这种工法进行加固改造。

三、适应范围既有建筑改造托梁拔柱施工工法适用于以下场景：1. 既有建筑需要进行结构加固的情况，如增加楼板承重能力、提高整体稳定性等。

2. 既有建筑需要改变功能的情况，如商业场所改造、办公楼转型为住宅等。

3. 既有建筑需要改变空间布局的情况，如拆除柱或墙体、改变房间大小等。

四、工艺原理托梁拔柱施工工法是通过在既有建筑的结构中添加承重梁，分承担原结构和新结构的荷载，同时对原有柱子进行拔除或替换，实现建筑结构的加固和改造。

具体工艺原理如下：1. 施工工法与实际工程之间的联系：通过对既有建筑的结构进行分析和评估，确定需要加固和改造的部位，制定相应的施工方案。

2. 采取的技术措施：根据实际情况，使用合适的支撑设备支撑建筑结构，然后进行既有柱子的拔除或替换，并使用新的承重梁来分担荷载。

五、施工工艺托梁拔柱施工工法的主要施工阶段包括：1. 施工准备：制定施工计划、准备施工材料和机具设备。

托梁拔柱技术在厂房加固改造中的应用摘要：针对新疆八一钢厂因工艺要求，加大柱距，应用托梁拔柱技术将厂房柱距由6米扩大为18米。

提出托换工程中相应的厂房加固方案，施工措施，完成18米抗扭托架设计，解决了托换时应变形能释放及变形控制问题和新结构与原结构协同工作问题。

其设计思路可供同类工程设计参考。

关键词：卸荷，托架，加固，协同工作，托换，断柱一、引言在老厂房内新增生产线，大多数情况为原有厂房柱距较小，需要在不影响生产的情况下在特定位置扩大柱距以放置新的生产线。

扩大柱距基本方法有两种。

一、拆除扩大柱距范围的屋盖系统后拔除中间柱子，最后再恢复屋盖及其它厂房系统，完成扩大柱距。

二、不拆除屋盖系统，新增托架承受被拔柱竖向力，最后拔除被拔柱，完成扩大柱距。

即通常所说的托梁拔柱法。

第一种方法，由于要拆除屋盖系统，虽设计简便，但工程费用较高，工期较长，生产企业一般难以接受。

托梁拔柱法投资少，工期较短，对生产影响不长，是在原厂房内实现扩大柱距较为有效的方法。

二、工程概况新疆八一钢厂转炉炼钢厂厂房有18米炉子跨，13.5米钢水接受跨，21米连铸跨，5米过渡跨，24米精整跨。

因生产规模扩大，需在厂房内增加两台连铸机，据工艺要求需将精整跨厂房C1，D1轴线215，216及308，309轴处柱抽掉，使6米柱距扩大为18米。

精整跨跨度24米，柱顶标高12.32米，梯形钢屋架，大型屋面板，无天窗。

内设三台20t/5重级工作制吊车，6米钢筋混凝土吊车梁，轨顶标高9.5米（见图1）。

四、托换及加固方案1.拔柱两侧的基础及柱子采用加大基础及柱断面的方式加固；2.在拔柱范围内增加屋面支撑，并在拔柱两侧柱距内增加柱间支撑，保证拔柱时屋面及厂房纵向刚度和横向刚度，减小屋面变形；3.在屋面荷载作用下，采取保留原屋盖系统和上段柱，截掉下段柱，用新的托架作为上段柱的支承，并用托架夹柱的整体工作方案，实现托梁拔柱；4.拔柱前，在拔柱屋架端头地面设置特制顶承钢架，在钢架上用千斤顶承屋架，将断柱时屋架荷载传递至顶承钢架上，在断柱完成后再放松千斤顶，将屋架缓慢传递到托架上，用千斤顶系统完成可控卸荷，以缓慢释放断柱时瞬间应变能量，保证托换工程安全可靠。

梁柱托换施工方案引言梁柱托换是建筑结构改造和加固的一项重要工作。

本文将介绍梁柱托换的施工方案，包括施工前的准备工作、托换方案的设计和实施、施工过程中需要注意的事项等。

施工前准备工作在进行梁柱托换施工前，需要进行详细的准备工作，以确保施工的顺利进行。

具体的准备工作包括：1.结构检测：对原有结构进行详细的检测，包括梁柱的材料、尺寸、承载能力等。

根据检测结果确定是否需要进行梁柱托换工作。

2.工程设计：根据结构检测的结果，制定梁柱托换的设计方案。

设计中需要考虑梁柱的位置、尺寸、材料、承载能力等因素，并对托换过程中可能出现的风险进行评估。

3.材料准备：根据设计方案确定需要的材料，包括托板、钢筋、混凝土等。

确保所使用的材料符合相关标准，并进行验收。

4.施工团队组建：组建施工团队，包括项目经理、工程师、技术人员等。

确定各个成员的职责和工作任务，并进行必要的培训。

5.环境准备：对施工现场进行清理，确保施工区域干净整洁。

同时，对施工现场进行安全检查，保证施工过程中没有安全隐患。

托换方案设计与实施梁柱托换的方案设计和实施是整个施工过程的核心。

下面将介绍托换方案设计和实施的基本步骤：1.托换方案设计：根据已有的设计方案，确定梁柱托换的具体方法和步骤。

选择合适的托换方式，包括静态托换和动态托换。

设计方案时需要充分考虑施工对象的重量、位置、高度等因素，并确保托换过程中结构的稳定性和安全性。

2.施工准备：按照设计方案，对施工现场进行必要的准备工作。

包括搭建托板支撑结构、安装托板以及进行其他必要的防护和支撑措施等。

3.托换实施：根据设计方案，采取相应的托换方法对梁柱进行移位。

在实施过程中，需要确保梁柱的平稳移动，并及时进行调整和修正。

同时，要保持施工现场的整洁和安全。

4.检测与调整：在梁柱托换完成后，进行检测和调整工作。

检测梁柱的位置和水平度，并进行必要的调整，以确保新的梁柱位置符合设计要求。

施工注意事项在进行梁柱托换的施工过程中，需要注意一些重要的事项，以保证施工的顺利进行。